CN1041748A - 强化轻体混凝土制品及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于一种以胶结料、辅助胶结料及添加剂为原料混拌、浇注成型的建材制品及其制造方法,其特征是制品以菱苦土为胶结料,工业废渣为辅助胶结料,轻质高强、耐水抗冻,兼具良好的保温、隔音、防腐性能,制造方法只需施行自然养护,简便易行且不会产生工业废渣的二次污染。
Description
本发明涉及一种混凝土建筑材料及其制造方法,具体由权利要求1前叙部分所描述。
加气混凝土和加气硅酸盐制品广泛作为轻质快硬高强建材使用,但现有这类制品都普遍存在如下缺点:①容重、强度、导热等物理力学性能不易控制,往往不能同时满足使用要求。比如容重较小时,强度指标过低,导致不能使用。②制做时需要高压蒸气养护、能源浪费严重。
镁质胶凝材料是气硬性胶凝材料之一种,一般经验而论,它是既不耐水,也不抗冻的。中国专利申请CN87107780(公告日880518)描述了一种“抗水性镁水泥”,的确有较好的耐水性,但并未解决抗冻性问题。
粉煤灰、尾矿粉等工业废渣在建材中已有应用。但以之为主要成份的建材尤其是轻质建材尚不多见。
本发明的目的就在于提供一种轻质高强混凝土制品及其制造方法,该制品大量利用工业废渣,既耐水、又抗冻,此外,保温、隔音、防腐等物理、化学、力学性能也均满足作为建筑物内外墙铺砌材料的要求;该方法简便易行、节约能源、没有二次污染。
本发明制品是一种以胶结料、辅助胶结料及添加剂为原料混拌、浇注成型的建材制品,其特征是:①胶结料为菱苦土(含MgO84%以上),辅助胶结料优先选用下列工业废渣中的至少一种:粉煤灰、尾矿粉、矿渣(水淬高炉渣、赤页岩、浮石、沸石),添加剂包括调和剂。改性剂、稳定剂、加气剂,其中-
调和剂为卤盐溶液或可溶性硫酸盐,优先选用氯化镁和硫酸镁。
改性剂为下列至少一种:氯化铁、磷酸、氯化锰、石膏、活性氧化硅。
稳定剂为下列至少一种:淀粉、焦磷酸钠、膨润土、水溶性树脂(如聚醋酸乙烯缩甲醛、聚胺脂、聚醋酸乙烯、尿醛树脂、三聚氰胺)。
加气剂优先选用下列至少一种:镁粉、乳酸、硼酸、碳酸氢钠、碳酸氢氨、双氧水、碳化钙、过氧乙酸等。
②上述原料重量配比如下:
胶结料:辅助胶结料=100∶50~500∶0.1~1∶0.005~0.2
胶结料(菱苦土)所含MgO量∶调和剂(溶质)∶改性剂=1∶0.35~0.6∶0.002~0.5。
使用上述辅助胶结料,不仅在于增强强度还可显著提高制品的耐水性和抗冻性;改性剂有促凝或缓凝及提高耐水抗冻性能的作用;而加气剂和稳定剂都是按常规使用的。
此外,制品原料中还可包括补强材料或者还有和加气剂配合使用的泡沫剂。补强材料是指纤维材料,可进一步提高制品的抗拉和抗折强度,它可以优先选用如下至少一种材料:细短动物纤维、纸浆纤维、石棉纤维、玻璃短纤维、岩棉纤维,它的含量是上述胶结料和补助胶结料之和的0.1~2%(以重量计)。较好的泡沫剂有松香皂,其用量为上述胶结料用量的0.1~1%。
通过调整本发明制品原料配比(在以上给定的配比范围内),可以在一定范围内控制制品的容重、强度等物理、化学、力学性能,使之满足不同的使用要求。
如上本发明制品的制备方法有如下两种:
第一种方法是:将固体粉料(包括菱苦土、补助胶结料或者还有补强材料)干混均匀,而后边搅拌边加入调和剂、稳定剂、改性剂(稳定剂、改性剂予先混入调和剂也可),搅拌均匀并具有适当稠度时,再加入(泡沫剂和)加气剂,然后强力快速搅拌均匀即刻浇注于模具内成型、硬化后脱模、施自然养护即可。也可在初凝后脱模前切割成若干块适于建筑要求的砌块。
第二种方法是:先将补强材料均匀混入调和剂中,然后再加菱苦土粉并搅拌均匀(如果无补强材料,菱苦土直接加入调和剂中混拌即可),之后边搅拌边加入补助胶结料、稳定剂、改性剂、泡沫剂、加气剂,强力快速搅拌均匀后即刻浇注于模具内成型、硬化后脱模、施行自然养护即可。也可在初凝后、脱模前切割成若干块适于建筑要求的砌块。
根据如上方法制得的上述本发明制品通过检测,取得如下表1所列主要技术指标。
表1
容重g/cm3 | 孔隙率% | 闭合孔隙率% | 导热系数W/m·K | 抗压强度MPa | 抗折强度MPa | 干湿循环30次 | 耐冻次数 |
1.12~0.40 | 48.0~70.0 | 33.0~56.0 | 0.1508~0.5150 | 2.6~12.7 | 1.7~4.2 | 合格 | >15 |
本发明制品具有轻体快硬高强、耐潮抗冻保温隔音等优点(由表1可明显看出的),它大量利用工业废渣、成本低而且还有变废为宝的积极效果。本发明方法没有特殊的压力、温度等工艺要求,无需实施高压蒸气养护,所以简便易行、节约能源;不会使工业废渣产生二次污染。
本发明给出如下四个实例,下面结合实例进一步描述本发明。
实例1
本发明制品-原料及其重量配比是:菱苦土∶粉煤灰∶尾硼矿粉∶磷酸或三氯化铁∶浓度为26%的氯化镁卤液∶双氧水=100∶220∶40∶0.002∶130∶0.03。
上述制品制造方法-将菱苦土粉料、粉煤灰、尾硼矿粉及磷酸或三氯化铁均匀混合,然后加入卤液调成浆状,再加入双氧水并搅拌均匀,即刻注入模具中,静置膨化、初凝后切割成块、待硬化后(约要4~6小时)脱模、自然养护7~14天即可使用。
实例2
本发明制品-原料及其重量配比是:菱苦土∶粉煤灰∶矿渣粉∶氯化锰∶浓度为25%的氯化镁卤液∶碳酸氢钠或碳酸氢氨∶硼酸或乳酸=100∶300∶100∶0.04∶150∶0.01∶0.003。
上述制品制造方法-同实例1。
实例3
本发明制品-原料及其配比是:菱苦土∶粉煤灰∶尾硼矿粉∶氯化镁卤液∶硅酸钠∶氢氧化铝∶石棉纤维∶双氧水∶碳酸氢氨∶硼酸或乳酸∶松香皂=100∶300∶100∶150∶0.02∶0.01∶0.02∶0.03∶0.015∶0.02∶0.01。
上述制品制造方法-将菱苦土粉料、粉煤灰、尾硼矿粉、硅酸钠、氢氧化铝、石棉纤维用卤液调和成浆状,然后加入双氧水、碳酸氢氨、硼酸或乳酸、松香皂,强力搅拌均匀,即刻注入模具中,静置膨化,待初凝后,切割成块,脱模,自然养护7~14天即可使用。
实例4
本发明制品-原料及其配比是:菱苦土∶粉煤灰∶尾硼矿粉∶纸浆或石棉纤维∶氯化镁卤液(24°Be)∶双氧水∶碳化钙∶淀粉或膨润土=100∶70∶50∶0.025∶100∶0.03∶0.02∶0.01。
上述制品制造方法-将菱苦土、粉煤灰、尾硼矿粉、纸浆或石棉用卤液调和成浆状,再加入双氧水、碳化钙、淀粉或膨润土并搅拌均匀,即刻注入模具,待初凝后,切割成块、硬化后脱模,自然养护7~14天即可使用。
上述实例中的制品主要技术指标如下表2所示,实例1制品适合作承重保温砌块,实例2制品适合作承重保温板,实例3制品适合作围护结构的保温材料,实例4制品可作一般保温板材和保温管套。
制品 | 容重g/cm3 | 空隙率% | 体积吸水率% | 导热系数W/m·k | 抗压强度MPa | 抗拉强度MPa | 抗折强度MPa | 抗剪强度MPa | 软化系数 |
实例1 | 1.20 | 48 | 4.9 | 0.515 | 19.6 | 3.1 | 3.0 | 2.0 | 0.95 |
实例2 | 0.85 | 55 | 24 | 0.252 | 14.7 | 2.9 | 2.8 | 1.8 | 0.90 |
实例3 | 0.55 | 65 | 25 | 0.151 | 7.4 | 2.0 | 2.5 | 1.5 | 0.83 |
实例4 | 0.35 | 79 | 26 | 0.111 | 2.0 | 1.5 | 0.8 | 0.6 | 0.76 |
Claims (10)
1、强化轻体混凝土制品,它是一种以胶结料、辅助胶结料及添加剂为原料混拌、浇注成型的建材制品,其特征是:
①胶结料为菱苦土(含MgO84%以上),
辅助胶结料优先选用下列工业废渣中的至少一种:粉煤灰、尾矿粉、矿渣。
添加剂包括调和剂、改性剂、稳定剂、加气剂,其中--
调和剂为卤盐溶液或可溶性硫酸盐。
改性剂为下列至少一种:氯化铁、磷酸、氯化锰、石膏、活性氧化硅。
稳定剂为下列至少一种:淀粉、焦磷酸钠、膨润土、水溶性树脂。
加气剂优先选用下列至少一种:镁粉、乳酸硼酸、碳酸氢钠、碳酸氢氨、双氧水、碳化钙、过氧乙酸。
②上述原料重量配比如下:
胶结料:辅助胶结料:加气剂:稳定剂=100∶50~5000.1~1∶0。005~0.2。
胶结料所含MgO量:调和剂(溶质):改性剂=1∶0.35~0.6∶0.002~0.5。
2、按权利要求1所述的建材制品。其特征是:原料中还包括补强材料即纤维材料,它的用量是胶结料和补助胶结料重量之和的0.1~2%。
3、按权利要求1所述的建材制品,其特征是:原料中还包括泡沫剂,其用量为胶结料用量的0.1~1%。
4、按权利要求2所述的建材制品,其特征是:原料中还包括泡沫剂,其用量为胶结料用量的0.1~1%。
5、按权利要求1所述的建材制品,其特征是:其原料及其重量配比为-
菱苦土∶粉煤灰∶尾硼矿粉∶磷酸或三氯化铁∶浓度为26%的氯化镁卤液∶双氧水=100∶222∶40∶0.002∶130∶0.03。
6、按权利要求1所述的建材制品,其特征是:其原料及其重量配比为-
菱苦土∶粉煤灰∶矿渣粉∶氯化锰∶浓度为25%的氯化镁卤液∶碳酸氢钠或碳酸氢氨∶硼酸或乳酸=100∶300∶100∶0.04∶150∶0.01∶0.003。
7、按权利要求5所述的建材制品,其特征是:其原料及其重量配比是-
菱苦土∶粉煤灰∶尾硼矿粉∶氯化镁卤液∶硅酸钠∶氢氧化铝∶石棉纤维∶双氧水∶碳酸氢氨∶硼酸或乳酸∶松香皂=100∶300∶100∶150∶0.02∶0.01∶0.02∶0.03∶0.015∶0.02∶0.01。
8、按权利要求2所述的建材制品,其特征是:其原料及其重量配比为-
菱苦土∶粉煤灰∶尾硼矿粉∶纸浆或石棉纤维∶浓度为24%的氯化镁卤液∶双氧水∶碳化钙∶淀粉或膨润土=100∶70∶50∶0.025∶100∶0.03∶0.02∶0.01。
9、按权利要求1~8任一项所述的建材制品制造方法,其特征是:将固体粉料(指胶结料、补助胶结料、补强材料)干混均匀,而后边搅拌边加入调和剂、稳定剂、改性剂(或者先将稳定剂、改性剂混入调和剂中再一并加入于固体粉料中),搅拌均匀并具有适当稠度时,再加入加气剂(或者还有泡沫剂),然后强力快速搅拌均匀即刻浇注于模具内成型、硬化后脱模、施行自然养护。
10、按权利要求1~8任一项所述的建材制品制造方法,其特征是:先将补强材料均匀混入调和剂中,然后再加菱苦土粉并搅拌均匀(如果原料中无补强材料、菱苦土粉直接加入调和剂中混拌即可),之后边搅拌边加入补助胶结料、稳定性、改性剂、泡沫剂、加气剂,强力快速搅拌均匀后即刻浇注于模具中成型,硬化后脱模,施行自然养护。
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